工藝路線選擇依據(jù)

工藝路線選擇依據(jù)第一頁，共二十三頁，2022年，8月28日提綱一、原輔材料的來源二、設(shè)備結(jié)構(gòu)三、操作方式四、新技術(shù)第二頁，共二十三頁，2022年，8月28日一、原輔材料的來源1、選擇工藝路線,首先應(yīng)考慮每一合成路線所用的各種原輔材料的來源,規(guī)格和供應(yīng)情況,是否有毒,易燃,易爆等2、其基本要求是利用率高,價(jià)廉易得.3、利用率,包括化學(xué)結(jié)構(gòu)中骨架和功能基的利用程度；取決于原料和試劑的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及所進(jìn)行的反應(yīng)。4、計(jì)算出名稱、規(guī)格、單價(jià)、單耗、成本、總成本，性價(jià)比。第三頁，共二十三頁，2022年，8月28日例如：（1）鞣酸(單寧酸):鞣酸系由五倍子中得到的一種鞣質(zhì)。為黃色或淡棕色輕質(zhì)無晶性粉末或鱗片；有特異微臭，味極澀。溶于水及乙醇，易溶于甘油，幾不溶于乙醚、氯仿或苯。其水溶液與鐵鹽溶液相遇變藍(lán)黑色，加亞硫酸鈉可延緩變色。在工業(yè)上，鞣酸被大量應(yīng)用于鞣革與制造藍(lán)墨水。鞣酸能使蛋白質(zhì)凝固。人們把生豬皮、生牛皮用鞣酸進(jìn)行化學(xué)處理，能使生皮中的可溶性蛋白質(zhì)凝固。于是，本來放上幾天就會(huì)發(fā)臭腐爛的生皮，變成了漂亮、干凈、柔韌、經(jīng)久耐用的皮革。這種制革工序，叫做皮革鞣制。第四頁，共二十三頁，2022年，8月28日五倍子第五頁，共二十三頁，2022年，8月28日皮革鞣制第六頁，共二十三頁，2022年，8月28日（2）香蘭醛：天然來源是從木材造紙廢液中回收木質(zhì)素水解——木質(zhì)磺酸鈉，經(jīng)氧化得到香蘭醛?；瘜W(xué)合成來源是以鄰氨基苯甲醚為原料經(jīng)愈創(chuàng)木酚得到香蘭醛。第七頁，共二十三頁，2022年，8月28日愈創(chuàng)木酚（guaigcol）是一種白色或微黃色結(jié)晶或無色至淡黃色透明油狀液體，有特殊芳香氣味，學(xué)名鄰羥基茴香醚、甘油醚、愈創(chuàng)木酚甘油醚、鄰羥基甘油醚等，自然界中存在于愈創(chuàng)木酚樹脂、松油和硬木干餾油中，是一種重要的精細(xì)化工中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、香料及染料的合成。第八頁，共二十三頁，2022年，8月28日木質(zhì)素：木質(zhì)素是由四種醇單體（對香豆醇、松柏醇、5-羥基松柏醇、芥子醇）形成的一種復(fù)雜酚類聚合物。木質(zhì)素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的成分之一，具有使細(xì)胞相連的作用。在植物組織中具有增強(qiáng)細(xì)胞壁及黏合纖維的作用。其組成與性質(zhì)比較復(fù)雜，并具有極強(qiáng)的活性。不能被動(dòng)物所消化，在土壤中能轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)。如果簡單定義木質(zhì)素的話，可以認(rèn)為木質(zhì)素是對羥基肉桂醇類的酶脫氫聚合物。它含有一定量的甲氧基，并有某些特性反應(yīng)。第九頁，共二十三頁，2022年，8月28日二、設(shè)備結(jié)構(gòu)第十頁，共二十三頁，2022年，8月28日三、操作方式（1）反應(yīng)類型平頂型反應(yīng):易控制,易實(shí)現(xiàn),副反應(yīng)少尖頂型反應(yīng):難控制,條件苛刻,副反應(yīng)多（2）合成步驟和總收率直線型裝配方式由于化學(xué)反應(yīng)的各步驟收率很少能達(dá)到100%,總收率又是各步收率的乘積,對與反應(yīng)步驟多的直線方式,必須要求大量的起始原料A.匯聚型裝配方式優(yōu)點(diǎn)：即使偶然損失一個(gè)批號的中間體，也不至于對整個(gè)路線造成災(zāi)難性損失?！胺謩e組裝，最后結(jié)合”第十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日（3）工序安排1、從收率的角度看,收率低的單元反應(yīng)在前,收率高的放在后面.2、價(jià)格貴的原料放在最后使用.3、具體情況具體分析4、目的是提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本.第十二頁，共二十三頁，2022年，8月28日四、新技術(shù)（1）生物轉(zhuǎn)化，是指外源化學(xué)物在機(jī)體內(nèi)經(jīng)多種酶催化的代謝轉(zhuǎn)化。生物轉(zhuǎn)化是機(jī)體對外源化學(xué)物處置的重要的環(huán)節(jié)，是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要機(jī)制。轉(zhuǎn)化過程：生物轉(zhuǎn)化一般分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)連續(xù)的作用過程。在過程Ⅰ中，異物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，形成某些活性基團(tuán)（如-OH、-SH、-COOH、-NH2等）或進(jìn)一步使這些活性基團(tuán)暴露。在過程Ⅱ中，異物的一級代謝物在另外的一些酶系統(tǒng)催化下通過上述活性基團(tuán)與細(xì)胞內(nèi)的某些化合物結(jié)合，生成結(jié)合產(chǎn)物（二級代謝物）。結(jié)合產(chǎn)物的極性（親水性）一般有所增強(qiáng)，利于排出。第十三頁，共二十三頁，2022年，8月28日（2）相轉(zhuǎn)移催化(Phasetransfer),簡稱PT，是20世紀(jì)70年代以來在有機(jī)合成中應(yīng)用日趨廣泛的一種新的合成技術(shù)。在有機(jī)合成中常遇到非均相有機(jī)反應(yīng)，這類反應(yīng)的通常速度很慢，收率低。20世紀(jì)70年代初，相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)發(fā)展起來。泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、造紙、制革等行業(yè)，帶來了令人矚目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。第十四頁，共二十三頁，2022年，8月28日相轉(zhuǎn)移催化作用是指：一種催化劑能加速或者能使分別處于互不相溶的兩種溶劑（液－液兩相體系或固－液兩相體系）中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)，催化劑把一種實(shí)際參加反應(yīng)的實(shí)體（如負(fù)離子）從一相轉(zhuǎn)移到另一相中，以便使它與底物相遇而發(fā)生反應(yīng)。相轉(zhuǎn)移催化作用能使離子化合物與不溶于水的有機(jī)物質(zhì)在低極性溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，或加速這些反應(yīng)。相轉(zhuǎn)移催化劑把一種實(shí)際參加反應(yīng)的化合物，從一相轉(zhuǎn)移到另一相中，以便使它與底物相遇而發(fā)生反應(yīng)。第十五頁，共二十三頁，2022年，8月28日應(yīng)用：目前相轉(zhuǎn)移催化劑已廣泛應(yīng)用于有機(jī)反應(yīng)的絕大多數(shù)領(lǐng)域，如卡賓反應(yīng)、取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、重氮化反應(yīng)、置換反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、酰基化反應(yīng)、聚合反應(yīng)，甚至高聚物修飾等，同時(shí)相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)在工業(yè)上也廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、造紙、制革等行業(yè)，帶來了令人矚目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。第十六頁，共二十三頁，2022年，8月28日（3）綠色化學(xué)：在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑。而今天的綠色化學(xué)是指能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù).它可通過使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì).利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲(chǔ)藏技術(shù)的開發(fā)，并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少廢棄物排放量。第十七頁，共二十三頁，2022年，8月28日綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”，綠色化學(xué)是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的，是一個(gè)“新化學(xué)嬰兒”。它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“化學(xué)的綠色化”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。第十八頁，共二十三頁，2022年，8月28日提出背景化學(xué)在為人類創(chuàng)造財(cái)富的同時(shí)，給人類也帶來了危難。而每一門科學(xué)的發(fā)展史上都充滿著探索與進(jìn)步，由于科學(xué)中的不確定性，化學(xué)家在研究過程中不可避免地會(huì)合成出未知性質(zhì)的化合物，只有通過經(jīng)過長期應(yīng)用和研究才能熟知其性質(zhì)，這時(shí)新物質(zhì)可能已經(jīng)對環(huán)境或人類生活造成了影響。第十九頁，共二十三頁，2022年，8月28日傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重，目前全世界每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸～4億噸，給環(huán)境造成危害，并威脅著人類的生存。嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)使得各國必須尋找一條不破壞環(huán)境，不危害人類生存的可持續(xù)發(fā)展的道路?；瘜W(xué)工業(yè)能否生產(chǎn)出對環(huán)境無害的化學(xué)品？甚至開發(fā)出不產(chǎn)生廢物的工藝？綠色化學(xué)的口號最早產(chǎn)生于化學(xué)工業(yè)非常發(fā)達(dá)的美國。1990年，美國通過了一個(gè)“防止污染行動(dòng)”的法令。1991年后在，“綠色化學(xué)”由美國化學(xué)會(huì)（ACS）提出并成為美國環(huán)保署（EPA）的中心口號，并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。第二十頁，共二十三頁，2022年，8月28日主要特點(diǎn)

綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)，它的主要特點(diǎn)是：1.充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料；2.在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以減少廢物向環(huán)境排放；3.提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納，實(shí)現(xiàn)“零排放”；4.生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品第二十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日途徑（1）開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)。如實(shí)驗(yàn)室用H2O2分解制O2代替KClO3分解法，實(shí)現(xiàn)了原料和反應(yīng)過程的綠色化。（2）防止實(shí)驗(yàn)過程中尾氣、廢物等環(huán)境的污染，實(shí)驗(yàn)中有危害性氣體產(chǎn)生時(shí)要加強(qiáng)尾氣吸收，對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物盡可能再利用等。（3）在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，盡量減少實(shí)驗(yàn)試劑的用量，使實(shí)驗(yàn)小型化、微型化。（4）對于危險(xiǎn)或反映條件苛刻，污染嚴(yán)重或儀器、試劑價(jià)